論文の概要: A Practical Multi-Protocol Collaborative QKD Networking Scheme
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.07201v1
- Date: Tue, 12 Dec 2023 12:08:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 16:12:05.009639
- Title: A Practical Multi-Protocol Collaborative QKD Networking Scheme
- Title（参考訳）: マルチプロトコル協調型QKDネットワーク方式
- Authors: Jia-Meng Yao, Qiong Li, Hao-Kun Mao
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)ネットワークは、測定デバイス依存ネットワークと測定デバイス依存ネットワークに分類される。
計測デバイスに依存しないネットワークの通信能力は測定デバイスに依存しないネットワークに比べて低下する。
本稿では,新しいマルチプロトコル協調型ネットワークセルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.819679865834583
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the advancement of quantum computing, the security of public key
cryptography is under serious threat. To guarantee security in the quantum era,
Quantum Key Distribution has become a competitive solution. QKD networks can be
classified into measurement-device-dependent network and
measurement-device-independent network. In measurement-device-dependent
networks, the information is available for all trusted relays. This means that
all trusted relays are strongly trusted relays that require strict control,
which is difficult to realize. To address this issue,
measurement-device-independent networks reduce the proportion of strongly
trusted relay nodes by introducing untrusted relays. However, due to the higher
key rate of measurement-device-dependent protocols over short distances, the
communication capability of measurement-device-independent networks has a
degradation compared to measurement-device-dependent networks. Therefore, how
to reduce the dependence of QKD networks on strong trusted relays without
significantly affecting the communication capability has become a major issue
in the practicalization process of QKD networks. To address this issue, a novel
Multi-Protocol Collaborative networking cell is proposed in this paper. The QKD
network built by the MPC networking cell reduces the dependence on strongly
trusted relays by combining the two protocols to introduce weak trusted relays
while maintaining the high communication capacity. What's more, to further
enhance the overall performance of the QKD network, an optimal topology design
method is presented via the proposed flow-based mathematical model and
optimization method. The simulation results show that the proposed scheme
reduces the dependence on strongly trusted relays without a significant
reduction in communication capability, our work holds great significance in
promoting the practicalization of QKD networks.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの進歩により、公開鍵暗号のセキュリティは深刻な脅威にさらされている。
量子時代のセキュリティを保証するため、量子鍵分布は競争的ソリューションとなっている。
qkdネットワークは測定デバイス依存ネットワークと測定デバイス非依存ネットワークに分類される。
計測デバイスに依存したネットワークでは、信頼できるリレーがすべて利用できる。
つまり、信頼できるリレーはすべて、厳格な制御を必要とする信頼性の高いリレーである。
この問題に対処するため、測定デバイス非依存ネットワークは信頼できないリレーを導入することで、信頼性の高いリレーノードの割合を減少させる。
しかし、短距離での計測デバイス依存プロトコルのキーレートが高いため、計測デバイス依存ネットワークの通信能力は測定デバイス依存ネットワークに比べて低下する。
したがって,QKDネットワークの信頼性の高い中継装置への依存度を大幅に低下させる方法が,QKDネットワークの実用化プロセスにおいて大きな問題となっている。
そこで本稿では,本稿で提案するマルチプロトコル協調ネットワークセルを提案する。
MPCネットワークセルによって構築されたQKDネットワークは、2つのプロトコルを組み合わせて信頼性の弱いリレーを導入し、高い通信容量を維持しながら、信頼性の高いリレーへの依存を低減する。
さらに,QKDネットワーク全体の性能向上を図るため,提案したフローベース数理モデルと最適化手法を用いて最適トポロジ設計手法を提案する。
シミュレーションの結果,提案手法は通信能力の大幅な低下を伴わず,信頼性の高い中継への依存を低減し,QKDネットワークの実用化に大きく貢献することを示す。
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